小电流接地系统单相接地故障选线方法研究

摘 要

在我国配电网当中对于小电流有关的接地系统应用非常广泛，同时也是最容易产生单项接地故障的有关系统，所以，对于怎样才能及时检测并且判别故障线路是配电自动化相关研究的一个重要课题。本文对于小电流接地系统之中单相接地故障方面的各种比较典型的相关选线方法进行了归纳，提出了目前研究方面的难点以及研究的方向。

【关键词】小电流接地系统 单相接地故障 故障选线

在较长一段时间之内，有关小电流方面的接地方式仍会占据着主要地位，但是由于小电流有关接地系统方面的故障选线技术一直是多年以来都没能有效解决的难题，有很大一部分供电部分仍然在运用拉路法来确定具体的故障线路，虽然每年都会有一些新的选线装置实际投入运行，不过在选线准确度以及实用性等方面仍需进一步作出提高。

1 对小电流接地系统的单相接地故障进行分析

小电流有关接地系统出现单相接地时，因为大地和中性点之间并没有直接进行电气连接或者是串联了相关的消弧线圈，所以短路电流非常小，确保装置不需要进行动作跳闸，进而提升了系统运行所具有的可靠性。特别是在瞬时故障的有关条件下，短路点能够自行进行灭弧恢复绝缘，相关的运行人员并不需要采取措施，这对于降低用户短时停电的实际次数有着积极的意义。

2 研究小电流单相接地故障在选线方面常用方法

2.1 特殊信号选线法

2.1.1 残留增量法

残留增量的有关方法适合用在谐振接地系统之中，当电网出现单相接地故障的时候，假如增加消弧线圈具体的失谐度（或者是改变有关限压电阻实际的阻值），对应的故障点具体的残余电流会随之逐渐增大。这种方法是建立在有关微机快速处理以及综合分析判断的根本基础上。这种方法原理非常简单并且灵敏度以及可靠性都比较高，不会受到TA等测量方面的误差影响，但与此同时提高了接地点电弧。

2.1.2 “S注入法”

首先要从TV三相二次电压来进行故障相别的判别，然后再由TV副边朝着接地相注入相关的信号电流，其实际的频率通常取各次谐波当中的数值，保证不会受到工频分量以及高次谐波分量等方面的干扰。在产生故障时相关的接地相TV副边正在短路状态，从副边感应的有关信号电流顺着接地线路之中的接地相流动，并且通过接地点入地。凭借信号电流有关探测器在具体开关柜之后对所有的出现进行探测，实际探测出注入信号的有关线路就是故障线路。这种方法凭借不工作状态的有关接地相TV进行信号注入，不会对相关的设备造成不良影响。但是实际注入信号所具有的强度会受到TV容量的影响，通过高阻接地时相关的发电机可能出现误判。

2.2 稳态信号选线法

2.2.1 零序电流有关基波电流比幅法

流过故障线路之中的零序电流具体数值等于全部非故障线路有关对地电容电流的总和（在故障线路之中的零序电流最大）。然后对零序基波电流具体的幅值与自身电容电力实际的大小进行比较就可以确定相关的故障线路。这种方法无法排除有关电流互感器之中不平衡电流会受到线路长短、过渡电阻以及系统运行方式等方面的影响，检测具体的灵敏度低。

2.2.2 零序基波电流相关比相法

凭借故障线路之中零序电流和非故障线路之中零序电容电流实际流动方向相反的有关特点确定故障线路。但是这种方法对于一些线路较短或者是零序电流值非常小等情况时会受到“时钟效应”影响导致相位判断困难，容易受到过渡电阻以及不平衡电流等方面的影响，不适合应用在经消弧线圈相关的接地系统。

2.3 暂态信号选线法

运用暂态信号进行选线的有关方法在近几年发展的非常迅速，并提出了很多相关的方法。例如根据零序电流方面的集中式进行比较选线的方法以及根据相电流分散式进行比较选线方法；凭借首容性频带相关的内配电网之中的单相接地故障所具有的基本特征，提出有关暂态零序具体的电流幅值以及相位比较等选线方法。

这些方法都能够在待定系统之中出现故障时选取准确的故障线路，不过在中性点有关经消弧线圈方面的接地系统出现弱故障时，其首容性频带之中不包含电流值比较大的相关低频分量。在测量方面具有较大的误差。对于首容性频带的具体上限截止频率受系统参数影响，需要按照系统参数进行整定。

2.4 信息融合技术选线法

2.4.1 基于神经网络的相关融合选线方法

在一些小电流接地系统有关单相接地故障方面的故障选线当中，实际提取出的故障特征与故障选线的具体结果之间有着非常复杂的非线性联系，很难构建一个准确的数学模型，所以可以运用神经网络进行故障选线模型的描述。

2.4.2 基于粗糙集的相关融合选线方法

这种方法是利用决策表作为主要工具，对于相关的故障样本数据实施离散化处理，对于冗余信息实施知识约简，最后得到故障线号特征以及选线方法方面的决策规则；利用概率具体的表达形式，对于不协调的有关决策规则作出合理的处理。

2.4.3 基于模糊理论的相关融合选线方法

基于模糊理论的有关小电流方面的单线接地选线，就是凭借模糊理论对于各种相关算法做出智能融合，运用各种算法之间所具有的互补性，增大可以准确选线具体故障范围，提升选线结果所具有的可靠性。

3 总结小电流接地系统的单相接地故障选线问题难以解决的原因

对于小电流在接地系统方面的单相接地故障有关选线问题来说，其之所以会难以解决，最主要是有几方面的原因。首先，由于故障边界过于随机与复杂，无法凭借单一统计模型进行描述。其次，其故障分量非常小，为相关信号的检测以及选线判断方面造成困难，尤其是对NES系统。最后，由于补偿电网实际的失谐度、故障合闸角、线路长短和实际结构、电流和电压互感器等方面都对选线所具有的可靠性以及准确性造成了很大的影响。若想要顺利的进行故障选线，其关键就在于怎样才能有效的将幅值比较小的相关故障分量在幅值相对较大的有关负荷电流当中提取。

4 结语

为了提升供电所具有的可靠性，我国在中、低压方面的配电网大部分应用小电流接地的相关运行方式。本文对于小电流有关接地系统方面最常见的一些单相接地故障进行了总结研究，并对这些方法在当前阶段存在的不足之处进行了分析，旨在为了提升我国在单相故障有关模式下准确的故障选线，减少漏判率以及误判等方面做出一定贡献。

参考文献

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[3]张宏艳，张承学，熊睿，王琦.国内外几种先进的小电流接地系统单相接地故障选线方法分析与比较[J].电力建设，2013，（11）：132.

作者简介

朱晓华（1983-），男，江苏省苏州市人。大学本科学历。现供职于望亭发电厂。研究方向为继电保护。

作者单位

望亭发电厂 江苏省苏州市 215155